一、进程的定义 进程:指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的,是一个能独立运行的活动实体。 进程一般有三个状态:就绪状态、执行状态和等待状态【或称阻塞状态】;进程只能由父进程建立,系统中所有的进程形成一种进程树的层次体系;挂起命令可由进程自己和其他进程发出,但是解除挂起命令只能由其他进程发出。 进程控制块(PCB):PCB不但可以记录进程的属性信息,以便操作系统对进程进行控制和管理,而且PCB标志着进程的存在,操作系统根据系统中是否有该进程的进程控制块PCB而知道该进程存在与否。系统建立进程的同时就建立该进程的PCB,在撤销一个进程时,也就撤销其PCB,故进程的PCB对进程来说是它存在的具体的物理标志和体现。一般PCB包括以下三类信息:进程标识信息;处理器状态信息;进程控制信息。 由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体(又称进程印像),一般,我们把进程实体就简称为进程。 1.动态性:进程的实质是程序的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡的。 二、线程的定义 线程:线程是进程中的一个实体,作为系统调度和分派的基本单位。 线程的性质: 1.线程是进程内的一个相对独立的可执行的单元。若把进程称为任务的话,那么线程则是应用中的一个子任务的执行。 前台和后台工作情况; 异步处理工作情况; 需要加快执行速度情况; 组织复杂工作的情况; 同时有多个用户服务请求的情况等。 多线程运行在同一个进程的相同的地址空间内,和采用多进程相比有以下优点: 1.创建和撤销线程的开销较之进程要少。创建线程时只需要建立线程控制表相应的表目,或有关队列,而创建进程时,要创建PCB表和初始化,进入有关进程队列,建立它的地址空间和所需资源等。 三、进程与线程之间的关系 从一定意义上讲,进程就是一个应用程序在处理机上的一次执行过程,它是一个动态的概念,而线程是进程中的一部分,进程包含多个线程在运行。 在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。 举例说明: 进程:北京地铁单位 线程:北京地铁1号线、2号线、5号线........15号线 北京地铁单位的所有地铁线路共享着北京坐地铁的所有客源(相当于进程中的资源,所以进程属于资源单位),而各线路负责将客源输送到指定地点(执行操作,所以线程属于执行单位)。 四、进程与线程之间的区别 1、调度: 在传统的操作系统中,CPU调度和分派的基本单位是进程。而在引入线程的操作系统中,则把线程作为CPU调度和分派的基本单位,进程则作为资源拥有的基本单位,从而使传统进程的两个属性分开,线程编程轻装运行,这样可以显著地提高系统的并发性。同一进程中线程的切换不会引起进程切换,从而避免了昂贵的系统调用,但是在由一个进程中的线程切换到另一进程中的线程,依然会引起进程切换。 5、系统开销: 由于在创建或撤销进程时,系统都要为之分配或回收资源,如内存空间、I/O设备等。因此,操作系统为此所付出的开销将显著地大于在创建或撤消线程时的开销。在进程切换时,涉及到整个当前进程CPU环境的保存环境的设置以及新被调度运行的CPU环境的设置,而线程切换只需保存和设置少量的寄存器的内容,并不涉及存储器管理方面的操作,可见,进程切换的开销也远大于线程切换的开销。此外,由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间,致使他们之间的同步和通信的实现也变得比较容易。在有的系统中,现成的切换、同步、和通信都无需操作系统内核的干预。 6、支持多处理机系统: 在多处理机系统中,对于传统的进程,即单线程进程,不管有多少处理机,该进程只能运行在一个处理机上。但对于多线程进程,就可以将一个进程中的多个线程分配到多个处理机上,使它们并行执行,这无疑将加速进程的完成。因此,现代处理机OS都无一例外地引入了多线程。 |
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